DE379915C - Kuehlvorrichtung fuer Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM !.SEPTEMBER 1923

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46 c GRUPPE 20

Harry Colfax Mallory in New York, V. St. A. Kühlvorrichtung für Verbrennungskraftmaschine^ Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. August 1922 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf

ein Verfahren zum Kühlen bei Kraftmaschinen mit innerer Verbrennung, bei denen die von einer Kühlflüssigkeit aufgenommene Wärme

S in weitem Maße zur Verdampfung der Flüssigkeit ausgenutzt und durch die Kondensation von Dampf in einem Kondensator vernichtet wird, wobei die Kondensationsfähigkeit des Kondensators selbsttätig je nach den Arbeitsbedingungen verändert wird, derart, daß ein

konstanter Dampfdruck und dementsprechend eine konstante Siedetemperatur im Kühlsystem aufrechterhalten wird.

Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch besondere Vorkehrungen zur Regelung der Kondensatorkapazität, insbesondere durch Vorrichtungen, welche Luft dem Kondensator zuführen und aus ihm abziehen, je nachdem es erforderlich ist, um darin einen über dem Atmosphärendruck liegenden Druck aufrechtzuerhalten. Die Erfindung ist besonders nützlich bei Flugzeugmotoren und eine für Flugzeugbetriebe zweckmäßige Konstruktion wird gekennzeichnet durch' eine besondere Vorrichtung, durch welche die Regelung der Kondensatorkapazität unabhängig von Schwankungen des äußeren Luftdrucks gehalten wird. In der Zeichnung ist

Abb. ι eine Seitenansicht einer gemäß der Erfindung gebauten Maschine:

Abb. 2 ist ein Schnitt durch ein Regelungsventil, welches bei Abb. 1 angewandt wird:

Abb. 3 ist ein Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform des Regelventils; Abb. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der zur Ausführung der Erfindung geeigneten Maschine:

Abb. 5 und 6 zeigen im Schnitt verschiedene Ausführungen der hierfür geeigneten Regelventile.

In Abb. ι bedeutet A den die Zylinder A¹ umgebenden Kühlmantel einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung nach Art eines Automobilmotors. Dampf, welcher durch die von der Kühlflüssigkeit aufgenommene Wärme im Mantel A entsteht, wird durch eine Leitung A'² nach dem oberen Teil eines Kondensators B geführt, welcher durch einen Ventilator gekühlt werden und den bei gewöhnlichen Kühlsystemen mit Wasserkühlung angewandten Radiatoren ähnlich sein kann. Die im Kondensator gebildete Flüssigkeit wird durch die Rückleitung C zurückgeführt, welche mit einer Pumpe I) verbunden ist, deren Auslaß D¹ an den Dampfmantel angeschlossen ist. Eine Überfließrückleitung E an dem Ausgußkasten B¹ des Kondensators bestimmt die Höhe, bis zu welcher der Kühlmantel A mit der Kühlflüssigkeit gefüllt werden kann. Die Rückleitung E ist mit dem Dampf raum des Mantels A durch ein Rohr" E¹ verbunden, um eine Heberwirkung zu verhindern. Der Auslaß einer Luftpumpe D² ist durch eiti Rohr /^; mit dem Dampf raum des Kondensators B verbunden. Die Pumpen D und I)-werden von der Hauptwelle der Maschine angetrieben. Die Luft entweicht aus dem Dampfraum des Kondensators durch ein Rohr G und ein Ventil R, wenn letzteres offen ist. Das Ventil R wird bei der Ausführungsform nach Abb. 2 durch einen Thermostaten / betätigt, der einen Behälter für eine flüchtige Flüssigkeit umfaßt, welcher in dem Abschnitt A²⁰ der Rohrleitung A² untergebracht ist und eine Wand J in Form eines ausdehnbaren Balgens besitzt. Wenn die Temperatur in der Leitung A², welche gewöhnlich derjenigen im oberen Teil des Mantels A gleich ist, einen bestimmten Wert überschreitet, so zieht sich der Balgen J zwar infolge der resultierenden Druckzunahme im Behälter und die mit dem Balgen verbundene Spindel P hebt das Yentilglied R² vom Sitz ab, so daß der Durchgang T?¹ geöffnet wird und das Rohr G ins Freie abbläst. Der Austritt von Luft aus dem Kondensator vergrößert die Kondensationsfähigkeit des letzteren und hat infolgedessen das Bestreben, die Siedetemperatur im Mantel A zu vermindern und die Temperatur in der Leitung A² herabzusetzen. Wenn die Temperatur in der Leitung A" unter den bestimmten Wert fällt, dehnt sich der Balgen / aus und das \'entil R² wird auf den Sitz aufgezogen und schließt den Durchgang J?¹. Eine Feder T?³ hält unter gewöhnlichen Umständen das Ventil T?² gegen seinen Sitz, und eine Feder K wirkt der Zusammenfaltung der Balgen / entgegen. Bei normalem Betrieb drückt die Pumpe T)² ununterbrochen Luft in den Kondensator, und das Ventil R gestattet den Austritt der Luft aus diesem Kondensator, wie es erforderlich ist, um den Druck im Kondensator auf derjenigen Höhe zu erhalten, bei welcher die Kühlflüssigkeit siedet, wenn sie auf die Temperatur erhitzt ist, auf welche der Thermostat / anspricht. Der Apparat wirkt auf diese Weise so, daß eine konstante Temperatur im oberen Teil des Dampfmantels A innegehalten wird ungeachtet von Änderungen in der Belastung der Maschine oder in den äußeren Kühlungsbedingungen, denen der Kondensator B ausgesetzt ist.

Die Vorrichtung nach Abb. 1 kann mit geringen Änderungen so angewandt werden, daß eine unter dem Atmosphärendruck liegende Spannung im Kühlsystem aufrechterhalten wird. Für eine solche Arbeitsweise ist das Rohr F mit dem Einlaß der Luftpumpe I)-verbunden, welche dann dazu dient. Luft aus dem Kondensator abzusaugen, und das Ventil R wird durch ein thermostatisches \'entil R, C ersetzt, wie aus Abb. 3 ersichtlich. Dieses besteht aus einem Ventil i am Ende der Spindel P, welches den Durchgang R¹ öffnet und schließt, je nachdem die Temperatur in der Leitung A" einen bestimmten Wert unter- oder überschreitet. In diesem Falle wirkt die Vorrichtung ähnlich wie bei den in der Einleitung erwähnten Maschinen, aber die Anwendung des thermostatischen Ventils R, C an Stelle des Vakuumsicherheitsventils macht die Wirkung des Systems unab-

hängig von Änderungen in der Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit, welche z. B. bei Anwendung eines Gemisches von Wasser und Alkohol eintreten kann, indem der Alkohol rascher aus dem System entweicht als das Wasser.

In Abb. 4 ist ein Flugzeugmotor dargestellt, welcher mit einer wohlbekannten Einrichtung zur Überladung ausgerüstet ist, um Verbrennungsluft den Maschinenzylindern mit einem Druck zuzuführen, welcher den der umgebenden Luft überschreitet. Die Überladevorrichtung umfaßt eine Turbine M, welche durch die Auspuffgase der Hauptmaschine getrieben wird und ein Gebläse L antreibt, dessen Einlaß L¹ offen ist und dessen Auslaß mit der Verteilungsleitung A³ für den Einlaß der Maschine durch einen Vergaser O und ein Drosselventil P verbunden ist. Die Turbine M kann dadurch reguliert werden, daß ein Abzweigventil AP für die Auslaßgase vorgesehen ist. Bei dieser Anordnung wird Luft beständig aus dem Kondensator B durch das Rohr K abgesaugt, welches einen Abscheider K ¹ einschließt und den Dampfraum des Kondensators mit dem Verteilungsrohr Α^Ά für die Saugöffnungen der Maschine verbindet. Luft wird in den Kondensator B eingeführt, wie es erforderlich ist, um die gewünschte Kapazität des Kondensators aufrechtzuerhalten, und zwar durch ein Rohr Q und ein Steuerventil RA, welches den Kompressorauslaß mit dem Kondensator verbindet. Das Ventil RA der Abb. S umfaßt einen Behälter, der teilweise durch eine biegsame Balgenwand gebildet wird, deren bewegliches Ende durch einen Bügel S¹ mit dem Ventil R¹⁰ verbunden ist. Der Bügel S¹ ist in Schlitzen des rohrförmigen Trägers für den Behälter S geführt. Der Raum innerhalb des Behälters 6" ist entleert, so daß ein praktisch vollständiges Vakuum darin vorhanden ist. Der Tendenz des Dampfdrucks im Kondensator, welche den Behälter 5" zusammenzudrücken und infolgedessen das Ventil R¹⁰ auf seinen Sitz zu führen bestrebt ist, wird durch die Feder S^s entgegengewirkt, deren Spannung durch eine auf die Spindel des Ventils R¹⁰ aufgeschraubte Mutter eingestellt werden kann.

Das Ventil RA wird auf diese Weise nicht durch Änderungen des äußeren Luftdrucks beeinflußt, spricht aber selbsttätig auf die absolute Temperatur im Kühlsystem an und öffnet und schließt den Durchgängig¹, wie es erforderlich ist, um den Druck im Kühlsystem praktisch konstant zu erhalten.

Das Druckregulierventil RA von Abb. 5 kann bei der Ausführung nach Abb. 4 ersetzt werden durch das Ventil RB, welches in Abb. 6 dargestellt ist. Dieses umfaßt ein Ventilglied R²⁰, welches von dem Balgenteil T eines Behälters für eine flüchtige Flüssigkeit getragen wird, so daß der Durchgang R¹ des Ventils RB geöffnet und geschlossen wird entsprechend Veränderungen in der Temperatur, denen es ausgesetzt wird, so daß die Temperatur praktisch konstant bleibt. Die Anordnung des Ventils RB gänzlich innerhalb des geschlossenen Kühlsystems macht das Ventil unabhängig von dem Druck und der Temperatur der äußeren Atmosphäre.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Kühlvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bei welcher die von einer Flüssigkeit in dem .Kühlraum aufgenommene Wärme Dampf bei einer vorbestimmten Temperatur erzeugt, welcher in einem Kondensator kondensiert wird, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (D², R oder L, RA, RB), welche selbsttätig Luft dem Kondensator zuführen oder von diesem abführen, wie es erforderlich ist, um den Druck im Kondensator auf annähernd konstanter, über dem Atmosphärendruck liegender Höhe zu erhalten.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 für eine Maschine, welche mit einer Überladevorrichtung (L, M) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kondensator zugeführte Luft durch die Überladevorrichtung zugeführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Steuerventils (RA, RB) (Abb. 5 oder 6), welches unabhängig ist von dem Druck in der äußeren Atmosphäre.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.